KSQ für 2,5-3A gesucht die ANALOG dimmbar ist

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

acrobat88
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Do, 04.04.13, 13:56

Moin werte Gemeinde,

ich bin auf der Suche nach einer KSQ die 25,-3A abkann, jedoch analog zu dimmen ist (kleine Erklärung falls doch einer mit PWM ankommt: Papageien und Filmlicht vertragen keine PWM).
Es gibt bei einschlägigen Onlinehändlern keine bzw. eine Buck Variante die aber eine Aufsteckplatine brauch um analog zu dimmen, diese steht aber noch nicht zum Verkauf (und wird wahrscheinlich auch nicht so schnell)

Deswegen bin ich auf der Suche danach und wäre froh wenn mir einer helfen könnte, alternativ denke ich noch daran; wenn mir einer sagen könnte wie ich eine "schwächere" KSQ "pimpen" könnte wäre ich darüber auch nicht unglücklich. Wenn sich noch einer fragt was ich damit will: ich habe ein LED Panel gelötet mit 960 LED's das soll in zwei Teilen a 120 x 4er Array gesteuert werden können.

Beste

Ben
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Do, 04.04.13, 14:06

Hallo acrobat88,
welcome on board!

Traust Du Dir einen Selbstbau zu? Falls ja, was sind denn die 'Betriebsparameter' (Spannung/Strom) Deines 'LED Panels'
das soll in zwei Teilen a 120 x 4er Array gesteuert werden können.
Also 2 Dimmer?
acrobat88
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Do, 04.04.13, 14:14

ALso ich trau mir nicht zu ne Schaltung selbst zu entwickeln. Nach nem Schaltplan sie aufzubauen ist kein Problem...da hab ich noch genügend Erfahrung von meiner Elektroniker Lehre dies mal vor fast 15 Jahren gab ;-)

also ich hab immer 4er Gruppen mit Vorwiderstand. davon 240 Stk. --> 960 Led's in 4er Arrays. Davon will ich jeweils die Hälfte mit einem eigenen Dimmer/KSQ versorgen. hab dann insgesamt 4,8A also macht 2x2,4A. Mit nem bischen Sicherheitsdenken nach oben wäre vielleicht ja auch nicht falsch denk ich mir mal einfach so ;-). Das ganze soll dann an nem 14,8 V Lipo dranhängen.

Beste grüße aus der hauptstadt

Ben
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Do, 04.04.13, 17:52

Selbst entwickeln müsstest Du nicht, aber selbst 'einmessen'. Es gibt eine sehr primitive aber durchaus halbwegs effiziente Schaltung dafür. Besteht aus einem N-Kanal Mosfet, einem Poti und zwei Widerständen. Die Regelung ist nicht linear, aber brauchbar. Problem dabei ist, der Mosfet wird im 'pseudolinearen' Bereich betrieben, und da ist jeder ein wenig anders (bei dem Wert gibt es eine sehr große Toleranz). Daher kann ich Dir für die Widerstände nur 'Richtwerte' angeben. Den genauen Wert müsstest Du testen (oder statt der zwei Festwiderstände jeweils Spindeltrimmer nehmen und entsprechend einstellen). Außerdem braucht der Mosfet ein wenig Kühlung. Was bei Dir noch 'erschwerend' dazu kommt, der LiPo hat keine konstante Spannung. D.h. Du musst die Regelung erstens so auslegen, dass sie bei randvollen Akku und bei fast leerem Akku funktioniert. Je nach Ladezustand wirst Du dann nachregeln müssen um halbwegs die gleiche Helligkeit zu bekommen.
Die LiPo Entladekurve sieht etwa so aus: http://www.mtb-news.de/forum/showpost.p ... stcount=29
'Randvoll' also knapp 16V und 'fast leer' nur noch 13V. So gesehen kannst Du mit zwei Festwiderständen arbeiten, weil immer nur höchstens 50% des 'Drehbereichts' von 0 bis 100% reichen (je nach Ladezustand des Akkus)
Schaltung würde etwa so aussehen:
MosfetRegler15.png
MosfetRegler15.png (7.03 KiB) 9151 mal betrachtet
Die 4 LEDs + 0.7 Ohm Widerstand sind nur als 'Platzhalter' für Deine Arrays gedacht.
acrobat88
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Do, 04.04.13, 18:20

Moin Borax,

erst einmal fetten Dank an dich und deinen Beitrag. Eine kleine Bemerkung noch, ich hatte 47 Ohm Widerstände genommen wiel ich mit nem Buck KSQ gerechnet hab und dort eigentlich meist 1 Volt Dropspannung war.

Zwei Dinge kommen aber als Frage auf:

1.Wie hoch schätzt du den Wirkungsgrad von der Schaltung ein?
2.Kann ich nicht einfach ne Spannungsregulierung kaufen und davor hängen und danach die Schaltung danach?

Beste

Ben
Borax
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Do, 04.04.13, 18:35

ich hatte 47 Ohm Widerstände genommen wiel ich mit nem Buck KSQ gerechnet hab und dort eigentlich meist 1 Volt Dropspannung war.
Also hinter einer KSQ macht ein Widerstand keinen Sinn. Was genau hast Du jetzt gerechnet? 14.8V konstant - 1V Drop = 13.8V konstant für die LEDs? Welche LEDs sind das? Könntest Du die Widerstände noch ändern? Weil dann könntest Du einfach einen regelbaren Low-Drop Spannungsregler verwenden, der zwischen 13V und 16V Eingangsspannung immer regelbare konstante 8-12V Ausgangsspannung abgibt. Das wäre dann auch gleich ein Dimmer ;) . Dieser Regler würde passen: http://www.reichelt.de/ICs-LT-LTC-/LT-1 ... ICLE=10898
acrobat88
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Do, 04.04.13, 18:45

Hm ich seh schon das ist echt ein Feld von enormer Weite und keiner kann mir so recht helfen.

Also ich hab genau wie du schriebst gerechnet. 14,8V-1V Drop --> 13,8V...das mit den Widerständen....also ich hab irgendwie nich so Bock 240 Wiederstände abzulöten und wieder neu zu löten ;-)
Leider hab ich gedacht ich könnte den http://www.*********/de/LED-Controlli ... 8_119.html hie rnehmen, aber erst als ich ein Angebot telefonisch einfordern wollte kam das mit der Zusatzplatine und der analogen Dimmung raus.

Ich mein, kann ich denn nicht eine bestehende analog dimmbare KSQ aufpimpen und einige Bauteile einfach austauschen?
Borax
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Do, 04.04.13, 18:57

Damit wäre es noch schlimmer. Hauptproblem ist die stark schwankende Spannung vom LiPo. Wenn Du es so berechnet hast, dass dein Array mit 13.8V 'richtig' läuft, dann wäre der oben angesprochene Spannungsregler ideal (der hat auch 1V Drop). Nur wenn die Akku-Spannung unter 14.8V fällt (was ja recht schnell der Fall ist - siehe Entladekurve), dann wird die volle Leuchtkraft nicht mehr erreicht. Das könntest Du ändern, wenn Du kleinere Widerstände nehmen würdest. Ansonsten kann man es auch 'akzeptieren'. Wie die Entladekurve genau aussieht, hängt aber auch stark von deinem Akku ab.
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Achim H
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Do, 04.04.13, 19:15

Irgendwie will mir der Sinn der ganzen Maßnahme nicht so recht in den Kopp.

Wenn Du zuhause bist (wegen dem Hinweis mit dem Papagei), warum nimmst Du dann kein dimmbares Netzgerät?
Eine mobile Stromversorgung macht nur dann Sinn, wenn man unterwegs ist. Aber genau dann nimmt man doch nicht auch noch den Papagei mit.

Einen PWM-Dimmer könnte man auch mit 10kHz bauen. Unter der Annahme von 50fps wären das 200 Impulse pro frame. Das sieht man nicht mehr.

Davon ab:
240 Stränge a 4 Leds (je 20mA) parallel schalten und mit einer 2,5-3A Konstantstromquelle versorgen ist Wahnsinn.
Allerdings verstehe ich nicht, wieso dann auch noch 240 Widerstände vorhanden sind.
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Do, 04.04.13, 19:21

@ Borax: ich verstehe was du mir da sagen willst. Hm alles nicht so einfach...ich hab hier shcon vor einiger Zeit gefunden was mir nun nochmal empfohlen wurde. --> http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?Vie ... ESINDXX:IT ist in der Bucht für unwahrscheinlich kleines Geld zu bekommen. Ich kann Spannung und Strom an den Potis einstellen, ist es nicht eigentlich das was ich will?

@Achim: Ich wills kurz machen. Lass die Papageien mal außen vor, du siehst es im Video auch wenn es"200 Impulse pro 50fps sind" du hast einfach in der ein oder anderen Einstellung Interferenzmuster. Ich wollte zwei KSQ'S für jede Hälfte eine, ich dachte ich hatte mich verständlich ausgedrückt. Das mit den Widerständen sind Vorwiderstände!
Ich will nicht böse sein, würde mich aber über konstruktives freuen und nciht über Sachen die nicht in Köppe reingehen.
acrobat88
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Do, 04.04.13, 19:30

Nachtrag:

wenn es um Dimmung über o-10V bin ich richtig es sich dann um eine analoge Dimmung handelt? wie z.B. hier?

--> http://www.ebay.de/itm/KSQ-Konstantstro ... 20d100cf82
Fraenk
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Do, 04.04.13, 21:12

Schau dir einmal die Kennlinie einer LED an. Der Strom steigt exponentiell mit der Spannung an, was die Einstellung des Stroms über die Spannung unmöglich macht, da eine LED auch noch ein Halbleiter ist, der bei Erwärmung besser leitet, somit die Kennlinie auch noch von der Temperatur abhängt.
Darauß folgt:
  • Hast du eine feste Spannung kannst du einen Widerstand verwenden, der den Strom einigermaßen konstant hält.
  • Hast du eine variable Eingangspannung geht das nicht mehr, da du den Widerstand nur für einen festen Spanungswert berechnet hast. Daher brauchst du nun eine KSQ. Wenn du eine KSQ verwendest, brauchst du natürlich keinen Widerstand mehr!

Die KSQ kann nun linear arbeiten, in der Art wie Borax dir etwas gepostet hat, dabei dient, einfach gesprochen, der Mosfet als variabler Widerstand der wie ein Widerstand einfach die überschüssige Energie in Wärme umwandelt, weshalb du ihn auch kühlen musst.
Du kannst aber auch eine getakte KSQ verwenden (solche wie du gepostet hast), die die Spannung anpassen bis der gewünschte Strom fließt. Diese abeiten aber mit einer Taktung, d.h. Frequenz, d.h. du könntest ein leichtes Flackern sehen falls die Spannung nicht gut geglättet ist und du ultra-empfindliche high-speed Aufnahmen machst.

Die zweite die du gepostet hast sieht nach Müll aus. Eine rießen Spule = niedrige Frequenz, ebenso fehlen die richtigen Ein- und Ausgangskondensatoren die die Ausgangsspannung glätten, d.h. die Ausgangsspannung wird ein starkes Rippeln haben, das man toleriert, da davon ausgegangen wird, dass man ein leichtes Flackern im kHz Bereich nicht wahrnimmt. Ebeso weißt du nicht wie gedimmt wird. Es kann sein, dass das 10V Signal einfach auf den IC geht, der dann intern es in ein PWM Signal umwandelt und somit die LED dimmt.
Die erstere ist deutlich besser. Zwar wird die auch als KSQ geführt, jedoch würde ich das so nicht sofort glauben, da der LM2596 erst einmal nur ein gewöhnlicher Buck-Converter ist, dessen Ausgangspannung eben durch den Spannungsteiler einstellbar ist.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf
Wie darauß nun eine variable KSQ wird ist mir bisher schleierhaft.


Da du eine variable Eingangsspannung hast, geht ein simpler Vorwiderstand nicht, du brauchst eine KSQ oder eine fixe Spannung durch einen Buck-Converter (bspw. den LM2596)
Nun kommt es drauf an wie genau du deine LEDs verschalten hast etc. Du hast an jeweils 4 einen fixen willkürlich berechneten Vorwiderstand. Dadurch könntest du nun solch einen Spannungswandler anschließen und die Spannung einstellen. Durch den Widerstand hat der Strom eine einigermaßen lineare proportionalität zur Spannung, das was du ja eigentlich wolltest. Beachte aber, du musst den variablen Widerstand auf der Platine verwenden, du darfst ihn nicht durch ein weiter entferntes Poti ersetzen, da der Widerstand in einem Rückkoppelkreis ist, der hochohmig und somit empfindlich und störanfällig ist und somit so nah am Wandler sein muss wie möglich. Also zwar kannst du nun halbwegs dimmen, aber Komfortabel ist etwas anderes.


Wie kannst du mit einer 60Hz Abtastung ein 10kHz Signal erfassen? Das wäre mir neu. Außerdem sind das nicht "200 Impulse pro 50fps" sondern 200 Impulse pro 1 Frame.
Man dimmt LEDs per PWM da es am Effizientesten ist, sich das Spektrum nicht verschiebt und am einfachsten/stabilsten/zuverlässigsten Regelbar.

PS: Du suchst nicht eine Analog dimmbare KSQ sondern einen KSQ die die LED analog dimmt ;-) Und das ist doch das was Borax dir vorgeschlagen hat. Nur fehlt hier noch der Konstante Spannungs-Teil. Also du könntest den Buck-Converter von eBay probieren um eine konstante Ausgangspannung zu erhalten, und entweder über dessen Spannungseinstellung versuchen zu dimmen oder mit Borax-Methode.

edit: Ich sehe gerade, das war ja auch die Frage die du schon hattest. Das Problem dabei: erlauben dir deine Vorwiderstände eine Regelung? Und wie Borax festgestgestellt hat: Nein.
Falo
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Do, 04.04.13, 21:59

Fraenk hat geschrieben: Die erstere ist deutlich besser. Zwar wird die auch als KSQ geführt, jedoch würde ich das so nicht sofort glauben, da der LM2596 erst einmal nur ein gewöhnlicher Buck-Converter ist, dessen Ausgangspannung eben durch den Spannungsteiler einstellbar ist.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf
Wie darauß nun eine variable KSQ wird ist mir bisher schleierhaft.
Doch das ist eine Vollwertige KSQ diese LM2596.

Das Geheimnis ist die Zusatzbeschaltung.
Vor den ADJ-Pin sitzt halt kein einfaches Poti sondern ein kompletter OP (i.A. LM358) incl. 78L5 Spannungsversorgung und der OP stellt halt die Ausgangspannung ein.
Dazu braucht der OP natürlich noch ein Stromshunt der über eine Leiterbahn gemacht wird.
(falls ich das näher intressiert schau mal im Roten Forum den Threat 'Schon jemand die LM2596 StepDowns getestet?' an)

Was allerdings bei der obrigen Ebay-Auktion nicht stimmt ist die minimal Versorgungsspannung wegen des 78L15 braucht man minimal 6,5-7 Volt mit 5Volt geht das teil nicht.
Das 3.Poti auf den dingen ist nur dazu da um als Ladeanzeige (geht an wenn der Ladestrom sinkt) zu dienen wenn man das teil als Ladegerät einsetzt.

Die Dinger sind echt spitze ich setzte die immer wieder als KSQ, Netzteil oder auch Ladegerät ein.
So habe ich damit meine Gardena Hand-Heckschere von NiMh auf LiIo umgestellt und zu den Akku einfach noch so ein Baustein reingebaut so konnte ich das Original Ladegerät weiterverwenden und trotzdem werden die LiIO mit Strombegrenzung und exakter Ladespannung geladen.

Wenn ich mir überlege was man damals für eine Riesen Netzteil sich gebaut hat mit den belieben 2N3055 und das man jetzt so ein komplettes Netzteil für 3-4€ bekommt...

Die dinger sind absolut spitze.

mfg
Falo
acrobat88
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Do, 04.04.13, 22:20

WOW! ihr macht mich baff, vielen Dank...ich war so naiv zu glauben eine "leichte" Lösung zu finden. die Antworten verwirren mich auf den ersten Blick...was nciht heisst das sie unverständlich sind! Ich werde mich mal durch den Wust Tasten und eventuell noch mal einen Fragenkatalog anhängen HAHAHA

Sehe ich das richtig das der erste Link aus der Bucht mir die Möglichkeit der Dimmung bietet?

Ich glaube um mal das Thema abzuschließen, auch wenn es mir nicht paßt; gibt es als Plan B eine Empfehlung für eine KSQ die per PWM mit hoher Frequenz dimmt? ( probier ich es eben mal mit PWM im schlimmsten Fall, da ich langsam das Fragen satt hab ;-) )
Falo
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Do, 04.04.13, 22:48

acrobat88 hat geschrieben:Sehe ich das richtig das der erste Link aus der Bucht mir die Möglichkeit der Dimmung bietet?
Nein, sobald es sich um eine Getaktete KSQ handel (eigentlich immer wenn du eine Spule siehst) hast du automatisch ein getaktetes und damit 'flimmernes' Ausgangssignal.

Nur der erste von Borax gepostete Plan ist eine Lineare KSQ wo es ein flimmerfreies Ausgangssignal gibt (dafür must du da auf die Abwärme aufpassen).

ABER die modernen IC's haben eine sehr hohe Ausgangsfrequenz so hat der LM2596 eine Frequenz von 150Khz und das sollte selbs für Filmaufnahmen und Papageien reichen.

Wie Fraenk schon schrieb arbeiten die getakteten KSQ mit unterschiedlichen Frequenzen und die 2. Ebay hat halt eine Riesige Spule und deutet damit auf 'veraltete' (was nicht = schlecht heißt) Technik und eine niedrige Frequenz hin.

Das Problem mit den Flimmern ist aber in der Regel nicht der Stepdown Regler an sich sondern die PWM-Ansteurung, die arbeitet bei viele µC mit wenigen hundert Herz und das sieht man dann.

Aber bei dem von dir geposteten LM2596:
http://www.ebay.de/itm/LM2596-DC-DC-Ste ... ESINDXX:IT
Hier ist diese Ansteuerung über einen analogen Operationsverstärker gemacht was heutzutage eher selten ist bei ein kleine µC billiger/kleiner/einfacher ist.
Deswegen SOLLTE so ein modul nur das 150Khz flimmern haben was für mich eigentlich Flimmerfrei ist.

mfg
Falo
acrobat88
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Do, 04.04.13, 23:05

Ich danke euch ohne Ende. Mit Hilfe von all dem was ich hier gelesen habe hat es mich auf eine Seite verschlagen wo ich glaube ich genau das gefunden habe was ich gesucht habe.

http://www.instructables.com/id/Univers ... rintable-/

Damit werde ich es jetzt erst einmal versuchen.

Beste Grüße

Ben
Fraenk
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Do, 04.04.13, 23:33

Da, wie Falo schrieb, die eBay Schaltung also eine vollwertige KSQ, warum verwendest du dann die nicht einfach?

Dass sie ein flimmerndes Ausgangsignal hat, kann ich so nicht bestätigen. PWM funktioniert dass hart an und ausgeschalten wird und über die an bzw. aus-dauer die Helligkeit bestimmt wird. Bei der getakteten wird ebenfalls die Spule gegen GND an/aus-geschalten, und auch der Ausgang direkt (sieht man ja auch im Datenblatt) jedoch wird ein Kondensator geladen, wodurch man am Ausgang eine variable Spannung erhält die eben so eingestellt wird, dass der gewünschte Strom fließt. Durch den Kondensator fließt durch die LED ein konstanter Strom, und nicht ein "an/aus Strom" (PWM). Also was übrig bleibt ist ein Ripple von 50mV bei konstanter Spannung und konstantem Strom, laut Datenblatt (Fig 17, C). Das ganze findet auch noch bei 150kHz statt, da flimmert dann gar nichts mehr.

Und wenn der Strom tatstächlich einfach durch den OpAmp eingestellt wird, so kannst du vermutlich dessen Poti auch weiter entfernt anschließen, d.h. ein leicht bedienbares Drehpoti mit Knopf verwenden.

Deine Widerstände sind halt einfach nur im Weg.
Du hast 4 LiPoly Zellen, die lassen sich sicher bis 3V entladen, d.h. du hast 12V-14.8V. Nun musst du halt noch schauen ob deine LEDs bei 12V noch voll leuchten können.

Bzgl. Instructables: wie willst du die Schaltung von instructables nachbauen? Du musst dir ja eine Leiterplatte herstellen und die Bauteile auch alle besorgen und bestücken. Zudem ist da drauf ein uC, den du auch erst noch programmieren musst. Kannst du das überhaupt? Es ist dann zwar ein Buck-Boost Converter, d.h. die Spannung kann auch unter der von dir benötigten Spannung liegen, dafür packt der Converter aber auch nur 20W, d.h. 3A*12V = 36W, das haut nicht hin.
Sorry, aber wie bist du darauf gekommen, dass das für dich funktionieren könnte?

Generell:
Also eigentlich macht man sich vor dem Zusammenbau gedanken wie es funktionieren kann, vor allem wenn man so viele LEDs verbaut (960!). Ich würde an deiner Stelle nocheinmal das von vorne überdenken. Es passt einfach nicht so wie du es gerade hast. Die Widerstände drin sind quatsch wenn du eine KSQ verwendest, die KSQ brauchst du aber, da du keine feste Spannung hast und dimmen willst. 960 LEDs sind enorm viel, warum? Warum nicht weniger, dafür hellere, vielleicht auch effizientere?
Für was verwendest du sie? Hast du auf das Spektrum geachtet? CRI?
Ein Parallelschalten ist immer ein bisschen 'problematisch', da nicht durch alle LEDs der selbe Strom fließen wird (Bauteiltoleranz in der Kennlinie), somit nicht alle gleich hell leuchten werden. (weiß nicht ob sichtbar) Fällt eine Reihe aus, teilt sich der Strom auf die übrigen auf, das sollte man beachten, sodass genug Luft bei den LEDs vorhanden ist, sodass nicht die anderen Reihen gleich alle kaputt gehen, wegen einem zu hohem Strom.
acrobat88
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Do, 04.04.13, 23:58

Puh, also das artet ja in Rechtfertigung aus. Ich würde ja liebend gerne "weil" schreiben...aber ihr habt mir so derbe geholfen. Also einiges nochmal von vorne.

3,3 Volt pro LED mal 4 macht Summa Sumarum 13,3 V also muss ja noch ein bischen irgendwo abfallen da sonst meine LEDs kurz vorm Tod lauern. Deswegen die Vorwiderstände...damit sollte ich bis jetzt richtig liegen oder? Eine KSQ heist ja nicht Spannungs sondern Konstant "Strom" Quelle. Also macht sich meines Empfindens der Vorwiderstand ganz gut.

Bzgl. Instructables: Leiterplatten und vorprogrammierte uC haut der fürn Abbel un Ei raus. Er hat zu 3 A Peak. ich brauch laut Rechnung 2,4A für meine kleinen Böbbel sollte sich das doch schonmal an nähren. Laut ihm geht es mit Kühlung klar.

Generell hat man wie man oben schon lesen kann einen Plan gehabt der aber durch die Ncihtlieferbarkeit der Zusatzplatine sich zerschlagen hat! Deswegen sitzt man nun auf was, was man nicht in den Müll werfen will weil man einfach mal 3 Tage gelötet hat...gemütlich vorm Filmchen...aber trotzdem nicht fürn Müll. Und Warum, Warum, Warum? Weil viel auf Fläche heißt, weil diese Kaltweissen 5 mm in ein allulochblech passen, weil die 5mm grad noch hier rumlagen.
Für ein Licht Panel verwende ich sie, ja habe ich...und was CRI angeht...ja hab ich abgesegnet.

Nehm es mir bitte nicht übel aber ich hatte meine Gründe warum ich an den Punkt gekommen bin und nun wollt ich halt ne Lösung für mein Problem. Mich zu erklären wie ich hier hin gekommen bin bringt mich grad nicht weiter und wollen die Leute danach im thread auch nicht lesen.

Ich dank dir für dein Zureden für das Ding aus der Bucht. Ich werde es mal versuchen und einfach den Poti durch einen mit größerem Nubbel ersetzten. Ich hoffe wir reden über die gleiche; nicht die mit der großen Spule sondern die mit den blauen Potis?!
Dafür echt mal fetten Dank!!!

Beste Ben
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Fr, 05.04.13, 11:55

Die KSQ von Istructables hat keine Gleichrichterdiode am Ausgang, was z.B. mit allen Nichia-Lighting-Class-LEDs und sicher auch vielen anderen LEDs mit integrierter Zenerdiode gegen Rückwärtsspannungen die LEDs zerstören würde.

Auch alle anderen LEDs mögen i.d.R. keine Rückwärtsspannungen über 5 Volt (und da die Leckströme unterschiedlich sind, ist auch bei Reihenschalung nicht garantiert, dass nicht fast die gesamte Rückwärtsspannung an einer einzigen der LEDs abfällt)
Fraenk
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Fr, 05.04.13, 12:31

eigentlich wollte ich dich nur auf aufkommende Probleme aufmerksam machen, und nicht, dass du dich hier rechtfertigen müsstest.

Deine LEDs haben eine Vorwärtsspannung von 3.3V * 4 = 13.3V, deine Akkuspanung liegt aber zwischen! 3.0V*4=12V und 3.7V*4=14.8V.
D.h. 4 LEDs in Reihe benötigen mehr Spannung als deine Akkus im halbvollen Zustand liefern können. Du hättest max. 3 LEDs in Reihe schalten dürfen, wenn du eine handelsübliche KSQ einsetzen willst.

Auch eine KSQ muss arbeiten können, und an manchen fällt auch noch Spannung ab! Dazu braucht sie ein bisschen Luft, die bei dir schon eh nicht vorhanden ist, durch die Widerstände noch verschlimmert wird.

Also es funktioniert einfach nicht!

Willst du dein vorhandenes beibehalten, so musst du die Spannung der Akkus erhöhen. Entweder indem du einen 5. Akku in Reihe schaltest oder eben einen Buck-Boost-Converter verwendest (so einen von Instructables bspw.).

Der von Instructables wird aber hart am Limit seines machbar möglichen betrieben. Es zählt was er für eine Leistung umsetzen kann, und die liegt bei 20W passiv gekühlt. Aktiv vielleicht 30W. (ist nichts angegeben) Du verlangst von ihm aber 14.8V*2.4A = 36W, also eben ungewiss ob es klappt. (du musst mit 14.8V rechnen, da eben an den überflüssigen Widerständen ebenfalls Spannung abfällt)

Das mit dem Spektrum und CRI habe ich angesprochen, da 5mm LEDs oft no-name LEDs sind (vor allem welche die nur mit 20mA betrieben werden), die ineffizient sind und ein schlechtes Spektrum haben. (meist nichteinmal ein richtiges Datenblatt vorhanden). Alleine wenn man sich die 5mm LEDs aus dem Shop hier anschaut, so finde ich dort nichteinmal eine CRI angabe, obwohl diese LEDs sehr hochwertige sind von einem sehr bekannten Hersteller (Nichia). Ein Blick auf das Spektrum zeigt aber, dass sie nicht einen top CRI haben wird. Erst bei den Highpower LEDs findet sich diese Angabe, und auch dort sieht man, dass ein hoher CRI Wert absolut nicht die Regel ist und man lange suchen muss um eine gute LED mit einem CRI 90 zu finden.
Hinzu kommt der Abstrahlwinkel, der, bei einer hohen Fokusierung, aufgrund der Dispersion des Lichts, einen Farbring erzeugt.

Ja, die mit den blauen Potis. Aber dort eben nur eines, das für die Stromregelung ersetzen.

edit: Noch was zu dem Widerstand. Ein Widerstand ist fix und verbrät die Energie. Also sehr ineffizient. Eine getaktete KSQ wandelt die Spannung sodass der ideale Strom fließt, also sehr effizient, da keine Energie unnötig verbraten wird (außer den internen Verlusten). Ein Widerstand passt sich nicht an eine schwankende Eingangsspannung an, eine KSQ schon.
Also nein, die Widerstände bei dir machen keinen Sinn, sind unnötig und hinderlich.
Angenommen du hast 5 Akkus = 3.7V_max * 5 = 18.5V_max (15V_min).
Ohne Widerstand: Deine LEDs brauchen 13.2V@2.4A = 31.68W, die KSQ, aufgrund von einer Effizienz von angenomm 90%, benötigt dafür 35.2W, der Entladestrom liegt dann bei: 1.9A_max (2.35A_min)
Mit Widerstand: Bei 20mA fallen am 47 Ohm Widerstand 0.94V ab, d.h. du brauchst 13.2V + 0.94V = 14.14V --> 34W, die KSQ benötigt dafür 37.8W, der Entladestrom liegt dann bei: 2.04A_max (2.52A_min)
Fazit: Das einzige was die Widerstände machen ist: unnötig Energie in Wärme umwandeln.
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Fr, 05.04.13, 14:00

Also eigentlich war http://www.*********/de/LED-Controlli ... 8_119.html diese hier angedacht. Aus den oben genannten Gründen kann ich sie nicht verwenden.

Du hast mich nun vollends verwirrt. Du gehst die ganze zeit von einem Halb leeren Akku aus. Warum? Wenn ich den dann vollgeladen dran hänge bekommt doch die LED trotzdem die volle Spannung ab und brennt durch?!

Beste

Ben
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Fr, 05.04.13, 14:12

Wenn eine KSQ dazwischen ist, dann regelt die die Ausgangsspannung passend zum 'Nennstrom'. Wenn also der 'Verbraucher' 2.4A 'will', dann sogt die KSQ dafür, dass eben dieser Strom fließt. Wenn die Eingangsspannung höher ist, als der Verbraucher beim angegebenen Strom braucht, dann sogt die KSQ eben dafür, dass die Spannung entsprechend runter geregelt wird. Daher sind dann eben keine zusätzlichen Widerstände erforderlich (bis auf recht kleine Widerstände so 5-10Ohm um Unterschiede bei den Reihen auszugleichen).
Was genau ist das eigentlich für ein Akku? Es gibt durchaus auch welche, bei denen relativ lang (mehr als die Hälfte der Kapazität) mind. die Nennspannung anliegt. Bisher würde ich immer noch den 5A Spannungsregler vorschlagen. Kostet nur knapp 7€ und kann sowohl zur Einstellung eines maximalen Stroms verwendet werden (was dann dafür sogt, dass ein randvoll geladener Akku die LEDs nicht überlastet) als auch zum Dimmen.
Andere Möglichkeit wäre noch eine Low-Drop KSQ. Ist aber ein wenig aufwändiger...
acrobat88
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Fr, 05.04.13, 14:27

Ach was, die KSQ regelt auch die Spannung? wi ekann sie aber wissen wieviel sie "kappen" muss vom der Eingangsspannung?!

Es werden LiPo's dran hängen. dadurch das ein v-Mount (ein Adapter mit bestimmter From der in der Beleuchtungstechnik und Kameratechnik universell eingesetzt wird) drauf kommt können es unterschiedliche Packs sein. Aber sind alles auf jedenfall LiPo'S.

Heisste das ich müsste einfach statt den 47 Ohm keine oder 5-10 Ohm dran hängen und gut ist?

Du meintest schon die 3A und nicht 5A oder bin ich falsch...hatten wir mittlerweile noch mehr Links durch den Raum geworfen ;-)

Beste

Ben
Borax
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Fr, 05.04.13, 14:50

die KSQ regelt auch die Spannung?
Ja. Bitte mal hier lesen: viewtopic.php?f=31&t=7920&start=0
Du meintest schon die 3A und nicht 5A
Ich meinte eigentlich die 5A. Dammit könntest Du beide Module gleichmässig dimmen. Wenn wirklich nur ein Modul gedimmt werden soll, dann müsstest Du zwei 3A Regler nehmen, eines fest einstellen und das andere mit einem Poti regelbar machen.
Heisste das ich müsste einfach statt den 47 Ohm keine oder 5-10 Ohm dran hängen und gut ist?
Mit einer KSQ ja. Mit nur Spannungsregelung würde ich aber nicht unter 10Ohm runter gehen. Das Problem bei LEDs ist: Wenn sie warm werden brauchen sie (bei gleichem Strom) weniger Spannung. Eine KSQ kann das 'selbständig' ausgleichen, eine feste Spannungsregelung nicht. Daher muss bei Spannungssteuerung ein Widerstand dafür sorgen, dass die LEDs nicht den 'thermischen runaway' sterben=Temperatur steigt=>LEDs brauchen weniger Spannung=> ohne Regelung ziehen sie bei gleicher Spannung mehr Strom=>sie werden noch wärmer...
können es unterschiedliche Packs sein. Aber sind alles auf jedenfall LiPo'S.
Ok. Das macht die Sache natürlich noch schwieriger.
Noch ein Vorschlag: Anstatt 240 Widerstände auszulöten und zu ersetzen, einfach noch mal 240 Widerstände (z.B. 4.7Ohm) 'drüber löten' (falls das vom Platz her geht). Dann kommst Du auf ca. 4 Ohm runter. Das ist noch viel genug, um Flussspannungunterschiede zwischen den 4'er Reichen auszugleichen. Aber auch wenig genug, um keine Spannung unnötigerweise an diesen Widerständen zu verheizen. D.H. eine KSQ muss nur die Nenn-Flussspannung abgeben können, aber nicht mehr. Wenn Du jetzt eine Low-Drop-KSQ verwendest wie z.B. so eine: viewtopic.php?p=104993#p104993 (die ist sehr gut analog regelbar und problemlos an verschiedenste Stromstärken anpassbar), dann muss die Eingangsspannung nur etwa 0.2V höher als die Flussspannung der LEDs sein, => bis zu etwa 13.5V Eingangsspannung vom LiPo ist noch volle Lichtstärke möglich.
Fraenk
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Fr, 05.04.13, 15:52

Strom und Spannung hängen voneinander ab: http://de.wikipedia.org/wiki/Ohmsches_Gesetz
Ob man nun sagt die regelt den Strom, oder die regelt die Spannung in Abhängigkeit vom Strom ist eigentlich egal, da immer beides geregelt wird. Es wird eben die Spannung eingestellt, bei der der erwünschte Strom fließt. Anders geht es nicht.

Konstantspannungsquelle: Feste Spannung, Strom abhängig von der Last.
Konstantstromquelle: Fester Strom, Spannung abhängig vom Verbraucher. Hast du am Eingang 100V und willst einen konstanten Strom von 1A bei einem Verbraucher von 10Ohm, so erhälst du U = 10Ohm * 1A = 10V am Augang. Bei einem Verbraucher von 50Ohm eben 50V.

Wie sie den Strom misst? Über einen Shunt-Widerstand, an dem wieder (siehe Ohmsches Gesetz) eine geringe Spannung abfällt, die durch einen OpAmp verstärkt wird und rückkoppelnd in den Spannungsmesseingang des Wandler eingespeißt wird.

Bei einer getakteten folgt die Spannungssteuerung etwas komplizierter: http://de.wikipedia.org/wiki/Abwärtswandler
Bei einer linearen (einfacher Mosfet) wird eben der Widerstand des Mosfets erhöht bis an ihm genung Spannung abfällt, oder äquivalent, bis der Strom gering genug ist. D.h. der Mosfet ist ein variabler Widerstand, an ihm fällt die überschüssige Spannung ab und er verbrät die Energie. Bei einer getakteten wird es umgewandelt.

Bei einem einfachen Widerstand begrenzt du ja auch den Strom indem du an ihm genug Spannung abfallen lässt, sodass an der LED eben weniger Spannung ankommt.

Fakt ist: Die Spannung eines Akkus ist nicht konstant. Du kannst NICHT mit nur der vollen Spannung rechnen. Denn was ist wenn der Akku halb leer ist? D.h. du brauchst einen Regler der dir die richtige Spannung/Strom an den LEDs bei einer Eingangsspannung zwischen 12V-15V einstellt.

Das geht, wenn du 4 LEDs in Reihe hast, nur mit einem Buck-Boost Converter, da 12V kleiner als die 13.2V deiner LEDs sind.
Daher mein Vorschlag: 5 Akkus! Dann kannst du den deutlich einfacheren und effizienteren Buck-Converter verwenden da die Akkupannung immer oberhalb, sowohl im vollen als auch leeren Zustand oberhalb der LEDs sind. (Alternativ 3 LEDs in Reihe, dann funktioniert's auch mit nur 4 Akkus in Reihe)

Wenn du so eine KSQ verwendest, dann sind Widerstände überflüssig, da wie schon gesagt die KSQ die Sache regelt.
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